Повышение качества силикатных материалов с использованием активатора "Вьюга" // Строительные материалы 2011. № 9.

Авторы:
Шлегель И.Ф. – канд. техн. наук, генеральный директор; 
Носков А.В. – начальник исследовательско - технологического отдела; 
Слемнев Д.А. – лаборант (ООО «ИНТА–СТРОЙ», г. Омск); 
Вишневский А.В. – инженер-технолог 1 категории ООО «СибЭК» . 


В настоящее время, производство строительных материалов переживает новый этап своего развития, который заключается в расширении сырьевой базы за счет использования отходов промышленности.

Коллектив ООО «ИНТА – СТРОЙ» длительное время занимается разработкой технологий производства строительных материалов, позволяющих утилизировать накопившиеся отходы энергетики и металлургии. Созданные технологии позволяют использовать золу ТЭЦ в производстве керамического полнотелого кирпича полусухого прессования и при объемном окрашивании керамического черепка путем введения тонкодисперсных отходов металлургического производства. Использование золы дает возможность снизить количество цементного вяжущего, необходимого для производства ячеистых бетонов и сухих смесей, не ухудшая их качества. 

Для реализации подобных технологий в производстве необходим агрегат тонкого помола и активации компонентов. Специалистами Института по результатам НИОКР создан активатор принципиально новой конструкции, получивший наименование «Вьюга» (рис. 1). Активатор содержит горизонтально расположенный цилиндрический корпус, в котором смонтирован ротор с мелющими телами. Привод ротора осуществляется электродвигателем.  

Установленная мощность привода активатора составляет 15 кВт, производительность – до 1 т/ч. Удельное энергопотребление равно 12…14 кВт•ч на 1 тонну материала. 

На рис. 2 представлен результат лазерного дифракционного анализа дисперсности вольского песка фракции 1,5-2 мм после размола.

Рис.1. Активатор Вьюга

Рис.1. Активатор «Вьюга»

Рис.2. Результаты лазерного дифракционного анализа дисперсности песка после размола на установке Вьюга

Рис.2. Результаты лазерного дифракционного анализа дисперсности песка после размола на установке «Вьюга»



Положительный опыт использования активаторов в производстве керамического кирпича, ячеистых бетонов и сухих смесей позволил предположить целесообразность внедрения установок данного типа и в производство силикатных материалов. Для проверки этого предположения было решено провести ряд экспериментов с применением активатора «Вьюга» в технологии производства силикатного кирпича. Для реализации проекта были привлечены специалисты завода эффективного зольного кирпича – ООО «СибЭК». 
  
Технология производства известково-зольного кирпича, используемая на предприятии, предполагает следующие технологические операции:
 

  • предварительное измельчение извести, 

  • размол извести с частью золы для получения дисперсного порошка, 

  • смешивание компонентов с водой, гашение извести в реакторе, 

  • доувлажнение формовочной смеси, 

  • прессование сырца, 

  • автоклавная обработка. 


В целом технологический процесс производства силикатного кирпича занимает от 18 до 24 часов. 

Существенное значение для получения качественной продукции имеет дисперсность известково-зольной смеси (остаток на сите 008 должен составлять не более 8%). Необходимая дисперсность обеспечивается помолом в проходной шаровой мельнице. При использовании в производстве известково-зольной смеси более крупного фракционного состава наблюдается разрушение изделий в процессе термовлажностной обработки. Причиной является неполное гашение крупных частиц извести в ходе «созревания» формовочной смеси. 

Эксперимент, проведенный на базе ООО «СибЭК», заключался в совмещении стадии смешения и гашения извести в активаторе «Вьюга». Основная масса золы увлажнялась до 11%. Исходная известково-зольная смесь, используемая в экспериментах, имела остаток 25% на сите 008 и вводилась в состав шихты непосредственно перед активацией. 

Активация осуществлялась на установке «Вьюга» при различных частотах вращения ротора. Частота вращения ротора при активации сырья для «серии 2» была снижена на 20% по сравнению с частотой вращения при активации шихты «серии 1». Образцы зольного кирпича, отобранные из партии продукции ООО «СибЭК» для сравнительного анализа физико-механических свойств, обозначены как «контрольные». 

После активации шихта доувлажнялась до влажности 18%. Изделия формовались на гидравлическом прессе при удельном давлении 16 МПа. Автоклавирование образцов осуществлялось совместно с изделиями, полученными по стандартной технологии. В таблице приведены значения физико-механических показателей контрольных и экспериментальных изделий.
 

Таблица 1. Результаты физико-механических испытаний контрольных и экспериментальных образцов

 

контрольный

Серия 1

Серия 2

Размер, д/ш/в, мм

250/120/88

190/90/45

190/90/45

Плотность, кг/м3

1359

1684

1630

Предел прочности сырца при сжатии, МПа

0,5-0,7

1,4

1,16

Предел прочности изделия при сжатии, МПа

13

43

33

Предел прочности при изгибе, МПа

4,58

4,42

4,21

Водопоглощение, %

22,2

10,2

12,4


В ходе эксперимента с применением агрегата «Вьюга» установлена возможность формования изделий из активированной шихты при влажности 10 %, при этом предел прочности на сжатие для экспериментального сырца соответствует прочностным показателям контрольного полуфабриката, получаемого на действующем производстве при влажности 18%.  

Серийно выпускаемые изделия (контрольные) соответствуют марке 125 по ГОСТ 379-95 «Кирпич и камни силикатные». В результате использования в технологическом цикле активатора «Вьюга» удалось получить образцы изделий (экспериментальные), соответствующие марке 300 и выше. Несмотря на более крупный фракционный состав извести, разрушение образцов не наблюдалось. 

Таким образом, использование активатора «Вьюга» целесообразно в отрасли производства силикатных материалов в качестве эффективной машины, позволяющей не только повысить качество выпускаемой продукции, но и сократить длительность технологического цикла. 

Список литературы:

1. Вахнин М.П., Анищенко А.А. Производство силикатного кирпича. Издательство: М.: Высшая школа.1989г. 
2. Сулименко Л.М. Общая технология силикатов. ИНФРА-М.2004г.